不死の「ヒドラ」から深海に生息する100歳の「奇妙なサメ」まで、これらの「不死」伝説は驚くべきものです。

著者：Duan Yuechu、Huang Yanhong

私たちがよく知っている世界では、誕生、老化、病気、そして死は人生の鉄則です。しかし、生物界の素晴らしい絵の中には、このルールを破っているように見える特別な生き物もいます。彼らは、長い時間の流れの中での「反逆者」のような存在であり、生物学的な時間の制約を無視し、驚くべき「不老不死」の特質を示しています。

ヒドラ：謙虚な不死者

ヒドラ。クレジット: 写真エージェント/Marko Koenig、Getty Images経由

ヒドラは、最大でも体長 1 センチメートルの淡水刺胞動物で、クラゲの仲間ですが、見た目はあまり魅力的ではありません。彼らの小さな体は、片方の端に触手の束が付いた、シンプルで飾りのない管に似ています。しかし、その普通の外見に騙されないでください。この小さな体の下に、驚くべき秘密が隠されています。それは、彼らは年を取らないということなのです。

この現象は科学的な予想や進化論に反するものであり、生物学的不死と表現する人もいます。もちろん、彼らは本当に不滅というわけではありません。病気、捕食者、飢餓によって死ぬこともあるが、これは細胞レベルでの老化の必然性によるものではない。

昔々、生物学者のダニエル・マルティネスは、ヒドラの不死性に関する誇大宣伝を反証しようと決心しました。彼は当時ストーニーブルック大学の大学院生（現在はポモナ大学の教授）であり、綿密な観察と実験を通じてヒドラヒドラの老化の証拠を見つけることができると信じていました。 「多細胞生物である以上、老化は避けられないと思う」と同氏は記者団に語った。

マルティネス氏は研究室で、ヒドラの生殖能力の低下や死にやすさの増加など、時間の経過による老化の特徴である衰退の兆候を観察するのに、4年間（これほど小さな生物にとっては長い期間）を費やした。しかし、彼は何も得られなかった。 1998年、彼は研究結果の中で次のように認めた。「結果はヒドラの老化の証拠を示すものではない…ヒドラは実際には老化を免れ、不死である可能性がある。」その後の8年間の研究で、彼と彼の同僚は同じ結果を得た。彼はヒドラを12年間も生かし続けましたが、老化の兆候はまったく見られませんでした。もし人生におけるハイキングの計画が研究を妨げていなかったら、彼は実験を延長し続けたかっただろう。 「パシフィック・クレスト・ルートを行くことに決めたので、5か月間ハイキングしたかったので、（ヒドラの維持管理を）続けることはできなかった」と彼は語った。

多くの観察の後、マルティネスは「これらは死なないだろう」と認めざるを得なかった。しかし、彼はまた、皆に次のように注意を促した。「『不死』という言葉を使うときは注意が必要です。私の研究室では、彼らを殺してきたからです。彼らはスーパーヒーローのように本当に不死なのではなく、単に時間を把握していないだけなのです。」

では、ヒドラはどのようにしてこのほぼ不死性を達成したのでしょうか?これは彼らがどのように繁殖するかから始まります。ヒドラは有性生殖と無性生殖の両方で繁殖することができ、同一のクローンに成長できる芽を生成します。さらに重要なのは、個体と​​しても長期間生存できるということです。 「彼らは幹細胞を多く持っています」とカリフォルニア大学デービス校の分子細胞生物学者セリーナ・ジュリアーノ氏は指摘する。人間の基本的な体は、ほぼ完全に未分化の「可塑性」細胞でできており、常に分裂して再生することができます。これは、人間の心臓細胞よりも簡単に行うことができます。ヒドラは、体の一部が無傷である限り、ほとんどすべての傷から治癒し、再生することができます。通常のヒドラのポリプは、約 20 日ごとに、小さなテセウスの船のように、以前のものとはまったく異なる (ただし遺伝的には同一) 細胞で更新されます。

しかし、新たな疑問が生じます。なぜ個々の細胞はそれほど回復力があるのでしょうか? 「彼らの幹細胞は常に新しい細胞を作っています。これは驚くべきことです」とジュリアーノは言う。ヘンリエッタ・ラックスの HeLa 細胞などのいくつかの例外を除き、他の動物細胞系統の分裂回数は限られています。再生するたびに細胞はダメージを蓄積し、テロメアが短くなり、徐々に老化していきます。研究者たちは調査を続けているが、ヒドラ細胞が老化を回避する具体的なメカニズムは依然として謎のままである。しかし、この研究では、染色体の長い保護末端を再生できる酵素であるテロメラーゼが活性化していることがわかった。これが謎の一部である可能性がある。さらに、ジュリアーノ研究室の2020年の研究によると、ヒドラは跳躍遺伝子を抑制する能力を持っているようです。さらなるDNA分析により、彼女はさらなる手がかりが見つかることを期待している。

グリーンランドサメ：冷たい海に生息する長寿の巨大サメ

グリーンランドサメ。画像クレジット: ヘミングウェイ 1952/Wikimedia

小さなヒドラとは対照的に、グリーンランドのサメは巨大で、体長は最大24フィート、体重は2,000ポンドを超えます。彼らはサメの中で最大の種であり、極北の極寒の海で頂点捕食者として君臨しています。グリーンランドサメは、知られている脊椎動物の中で最も長生きする動物でもあります。 2016年の研究では、メスのサメ28匹から採取した眼の水晶体の年代測定が行われ、最も古いものは約400年前のもので、おそらく500年以上前のものであることが判明した。さらに、サメは150歳くらいになるまで繁殖を始めないようで、つまり幼少期と青年期が1世紀半も続くことになる。

これらの巨大企業が長生きしている要因は多岐にわたると考えられます。ドイツのルール大学ボーフム校のコンピューター科学者、生物学者、バイオインフォマティクス学者であるアルネ・ザム氏は、重要な要素の一つはDNAを修復する能力だと言う。サム氏とその同僚がグリーンランドサメの遺伝子コードを研究したところ、この動物は多くの遺伝子が繰り返される異常に大きなゲノムを持っていることがわかった。コピーの中には、DNA修復や癌抑制タンパク質をコードする遺伝子もあった。 「このプロセスに関与する遺伝子が多ければ多いほど、生存率が向上し、DNA修復も促進されるという単純な考え方です」とサムは説明する。

他の研究では、サメの DNA が、数十年にわたって一貫して高いレベルの活性を維持できる、非常に堅牢な酵素タンパク質をコード化していることが判明しています。一般的に、動物は年をとるにつれて酵素の活性と全体的な代謝が低下しますが、グリーンランドサメはこのパターンの影響を受けないようです。

不老不死のクラゲ：再生の奇跡

ベニガナ。画像クレジット:bachware/Wikimedia

刺胞動物の中でも、Coreopsis dohrnii（不死のクラゲとしても知られる）には老化を阻止する不思議な力がある。ポリプの段階に留まり細胞を再生するヒドラとは異なり、Coreopsis dorsi はまず成熟したクラゲに成長し、その後魔法のように再編成されて以前の幼生状態に戻ります。これは「分化転換」と呼ばれる老化の逆転現象に似ています。

ヒドラの場合と同様に、長いテロメアを維持することが、この魔法のサイクルの仕組みの一部であると思われます。同時に、グリーンランドサメと同様に、遺伝子と細胞の修復の達人でもあります。

しかし、このクラゲの「不死」現象についてはさまざまな意見があります。マルティネス氏の見解では、クラゲの細胞組み換えは、個体の存続というよりもクローン子孫を生み出す無性生殖に似ている。 「細胞の塊として再生し、そこから新しいポリプが作られるが、以前のクラゲは消滅してしまう」と彼は説明した。 「興味深いですが、それは別の現象です...発生する変性は老化と呼ぶことができます。」

ジュリアーノ氏は、ヒドラとコリオプシスの現象は、他の多くの関連種にも老化と再生に関する独自のルールがあることを示唆しているのではないかと考えています。 「刺胞動物の中ではそれほど珍しいことではないのかもしれません」と彼女は言った。 「おそらく、どれだけよく研究されているか、あるいはどれだけ研究されていないかという問題なのでしょう。」それは人生の他の分野にも広がる可能性があります。一部のプラナリア、または扁形動物は、刺胞動物と同様の無限の再生能力を持っているようで、プラナリアの寿命に関する研究は限られているものの、「人々はプラナリアが基本的に不死であると想定している」。

ハダカデバネズミ：地下に生息する長寿の社会性齧歯類

ハダカデバネズミ。クレジット: マリ・ジャン・ムラト/フォト・アライアンス、ゲッティイメージズ経由

ハダカデバネズミは、ほとんど毛がなく、地中に生息する社会性の齧歯動物で、アリやハチに似たカーストのような社会構造を持っています。ハダカデバネズミは多くのユニークな特徴を持っていますが、その中でも特に長寿であることが知られています。他のげっ歯類や小型脊椎動物全般と比べると、ヤマアラシの寿命は驚くほど長く、最長40年です。これは、最長寿命が約28年である近縁種のアフリカヤマアラシよりも12年長いです。

ハダカデバネズミは不死には程遠いものの、ヒドラ同様、老齢になっても健康状態や生理機能に目立った衰えは見られません。これは代謝が遅いことが一因です。呼吸は非常にゆっくりで、細胞は低酸素状態に耐性があり、基礎体温は非常に低いため、冷血動物となっています。さらに、ハダカデバネズミは、高齢のげっ歯類によく見られ、他のげっ歯類に蔓延している癌に抵抗する驚くべき能力を持っています。ハダカデバネズミは「早期接触阻害」によって癌に抵抗する。細胞が密集し始めると（初期の腫瘍形成に類似）、細胞の成長を止めるためのメカニズムが作動します。この細胞の抗がんカスケードを引き起こすヒアルロン酸は、美容製品やアンチエイジング製品によく使われる成分ですが、これらの製品におけるその機能はハダカデバネズミの細胞における機能とは異なります。

ケイマンタートル。画像元: 堆積物の写真

カメやリクガメの中には、寿命が極めて長く、200歳くらいで「スター」になれるカメもいます。実際、多くのカメやリクガメは、特に飼育下では老化の明らかな兆候をほとんど示しません。 2022年にサイエンス誌に掲載された研究によると、調査対象となった52種のカメ類のうち、4分の3は基本的に老化の兆候が見られず、死亡リスクが年々増加していないことが示された。しかし、これは動物園や水族館のカメやリクガメにのみ当てはまります。野生での死亡率は動物園よりもはるかに高い。これは、過去 1 世紀にわたる人間の平均寿命の変化の傾向に似ています。環境条件を改善することで、生物はより長く、より健康に生きられるようになります。しかし、飼育下のカメやリクガメの老化が軽減または解消されるメカニズムはまだ解明されておらず、環境と老化が相互作用していることは明らかです。

ヒドラ、グリーンランドサメ、不死のクラゲ、ハダカデバネズミなどの驚くべき生物は、ユニークな方法で老化や生命の限界に関する私たちの理解に挑戦します。彼らは生物界の輝く真珠であり、科学者が生命の謎を探求する上での指針となっています。将来的には、老化の謎を解く重要な手がかりがそこから見つかるかもしれません。そうすれば、人類の健康と長寿に希望がもたらされるでしょう。

科学者たちは今もこれらの生物を研究しています。ヒドラに関しては、研究者たちは徹底的なDNA分析を通じて細胞の不死の謎を解明したいと考えている。グリーンランドサメの場合、酵素タンパク質の安定性と DNA 修復機構の遺伝子制御を調査することで、その長寿の源を解明するのに役立つでしょう。不死のクラゲの場合、分化転換時の遺伝子と細胞の制御機構を明らかにすることで再生の現象を理解できる。ハダカデバネズミの場合、その生理学的構造と遺伝子発現を研究することで長寿の秘密が明らかになるかもしれない。

一見「年齢を問わない」これらの生物は、微視的なものから巨視的なものまで、淡水から海洋まで、地下から深海まで、さまざまな生態環境とカテゴリーにまたがっています。彼らの存在は、生命の多様性と複雑さが私たちの想像をはるかに超えていることを思い出させてくれます。生命科学の探究の道はまだ始まったばかりで、解明すべき謎はまだまだ無数にあります。生物界には他にも「不死」の生物は存在するのでしょうか?抗老化のメカニズムとは何ですか?科学技術の進歩と研究の深化により、どこかで「不死」という新たな奇跡が起こり、私たちの生命に対する認識が書き換えられ、生命科学の境界が広がるかもしれません。

地球のどこか神秘的な場所に、深海や熱帯雨林に生息する未知の種のように、特別な方法で時間の浸食に抵抗する生物がいるかもしれないと想像することができます。それらは、私たちにとって、生命認識のまったく新しい分野への扉を開くかもしれません。さらに、これらの「不老」生物の研究結果は、人類に多大な影響を及ぼす可能性があります。抗老化のメカニズムを理解できれば、人間の老化を遅らせる薬や治療法を開発できるかもしれません。例えば、ヒドラ幹細胞の自己複製能力や、グリーンランドサメの DNA 修復メカニズムから学ぶことで、老化関連疾患と闘うための新しいアイデアを提供することができます。

別の視点から見ると、これらの生き物の存在は私たちに生命の価値と意味を再考させます。もし人生が老化の制約から解放されたら、社会的、文化的、倫理的な概念はどのように変化するでしょうか?これは科学者が考えるべき問題であるだけでなく、社会全体が直面している課題でもあります。

将来の研究では、学際的な連携が重要です。生物学、遺伝学、化学、物理学などの学際的な知識と技術を統合することで、これらの生物をより深く理解するための包括的な視点が得られます。たとえば、物理学の高度な画像化技術では細胞レベルでの変化をはっきりと観察でき、化学的手法では体内の特定の分子や酵素を分析でき、数学とコンピューターサイエンスでは複雑な生命プロセスを予測し理解するためのモデルを構築できます。

これらの不思議な生き物の「不老」の性質は、生命の謎を探求する道を照らす灯台のようなものであり、科学者に人生の真の意味を追求し、老化と不死の謎を解明するよう刺激を与えています。私たちは探査プロセスの目撃者として、人類の未来にさらなる可能性と希望をもたらす新たな発見を期待しています。これらの「不老」の生物に関する研究は、人間の健康を改善するためであろうと、生命の本質についての好奇心を満たすためであろうと、計り知れない価値があります。

参考文献:

本当に「不死」な動物はいるのでしょうか?これらの生物は生物学的時間に逆らいます。 |ポピュラーサイエンス